مطالب
امکان ساده سازی تعاریف اشیاء در C# 9.0 با Target Typing
ویژگی جدید مورد بحث در این قسمت، «Improved Target Typing» نام دارد. اما «Target Typing» چیست؟ حدس زدن نوع یک شیء بر اساس زمینه‌ای که توسط آن تعریف شده‌است، Target Typing نامیده می‌شود. نمونه‌ای از آن‌را سال‌هاست که با استفاده از واژه‌ی کلیدی var در #C استفاده می‌کنید. اما قابلیتی که در C# 9.0 اضافه شده‌است، تقریبا معکوس آن است.


Target Typing در C# 9.0

مشکلی که بعضی‌ها با واژه‌ی کلیدی var دارند، این است که اندکی خوانایی کدها را کاهش می‌دهد و در این حالت بلافاصله مشخص نیست که نوع شیء در حال استفاده چیست. در C# 9.0 برای این دسته از برنامه نویس‌ها راه حل دیگری را پیشنهاد داده‌اند: نوع ابتدایی را مشخص کنید، اما نیازی به ذکر نوع پس از واژه‌ی کلیدی new نیست و همانند var، خود کامپایلر آن‌را حدس خواهد زد! برای توضیح آن دو کلاس ساده‌ی زیر را درنظر بگیرید:
    public class Person
    {
        public string FirstName { get; set; }
    }

    public class PersonWithCtor
    {
        public PersonWithCtor(string firstName)
        {
            this.FirstName = firstName;
        }

        public string FirstName { get; set; }
    }
روش متداول استفاده‌ی از کلاس Person ساده که بدون سازنده‌است، از ابتدایی‌ترین نگارش #C به صورت زیر است:
Person person = new Person();
این روش در C# 3.0 به صورت زیر خلاصه شد:
var person = new Person();
که در این حالت کامپایلر در زمان کامپایل، واژه‌ی کلیدی var را به صورت خودکار به نمونه‌ی قبلی تبدیل کرده و عملیات کامپایل را تکمیل می‌کند. اگر با این روش تعریف متغیرها و اشیاء مشکل دارید و به نظرتان خوانایی آن کاهش یافته، می‌توانید در C# 9.0 به صورت زیر عمل کنید:
Person person = new();
در این حالت ابتدا نوع متغیر و یا شیء ذکر می‌شود. سپس در جائیکه قرار است new صورت گیرد، دیگر نیازی به تکرار آن نیست که به آن «Improved Target Typing» هم گفته می‌شود.


Target Typing و پارامترهای سازنده‌ی کلاس‌ها در C# 9.0

در مثال فوق، کلاس PersonWithCtor به همراه یک سازنده‌ی پارامتردار تعریف شده‌است. در این حالت Target Typing آن به صورت زیر خواهد بود:
Person person = new("User 1");
و یا نمونه‌ای از آن در حین تعریف مقادیر اولیه‌ی Listها است:
var personList = new List<Person>
        {
            new ("User 1"),
            new ("User 2"),
            // ...
        };
و یا حتی در حین تعریف پارامترهای یک متد نیز می‌توان از target typing استفاده کرد و تنها به ذکر new بسنده نمود:
public void Adopt(Person p)
{
    //...
}

public void CallerMethod()
{
    this.Adopt(new Person("User 1"));
    // C# 9.0
    this.Adopt(new("User 1"));
}
نمونه‌ی دیگری از این مثال را در حین مقدار دهی پارامتر دوم متد XmlReader.Create، در اینجا مشاهده می‌کنید:
XmlReader.Create(reader, new XmlReaderSettings() { IgnoreWhitespace = true });
// C# 9.0
XmlReader.Create(reader, new() { IgnoreWhitespace = true });


Target Typing و استفاده از خواص کلاس‌ها در C# 9.0

در همان مثال اول، اگر بخواهیم خاصیت FirstName را مقدار دهی کنیم و همچنین از Target Typing نیز استفاده کنیم ... روش زیر کامپایل نخواهد شد:
Person person = new
{
   FirstName = "User 2"
};
علت اینجا است که شیء‌ای که پس از علامت انتساب قرارگرفته‌است، یک anonymous object است و قابلیت انتساب به نوع Person را ندارد. در این حالت تنها کافی است ذکر () را پس از new، فراموش نکرد؛ تا قطعه کد زیر بدون مشکل کامپایل شود:
Person person = new()
{
   FirstName = "User 2"
};


امکان استفاده‌ی از Target typing با فیلدها در C# 9.0

امکان تعریف var با فیلدهای یک کلاس در زبان #C وجود ندارد. به همین جهت مجبور هستیم یک چنین تعاریف طولانی را در سطح کلاس‌ها داشته باشیم:
private ConcurrentDictionary<string, ObservableList<Cat>> _catsBefore = new ConcurrentDictionary<string, ObservableList<Cat>>();
اما با ارائه‌ی C# 9.0، می‌توان از target typing بر روی فیلدها نیز استفاده کرد و قطعه کد فوق را به صورت زیر خلاصه کرد:
private ConcurrentDictionary<string, ObservableList<Cat>> _cats = new(); // C# 9.0
این نکته در مورد مقدار دهی اولیه‌ی خواص نیز صدق می‌کند:
public ObservableCollection<Friend> Friends { get; } = new();


امکان ترکیب null-coalescing operator با target typing در C# 9.0

null-coalescing operator یا همان ?? به این معنا است که اگر متغیر سمت چپ آن نال نبود، همان مقدار درنظر گرفته شود و اگر نال بود، متغیر سمت راست آن بازگشت داده شود. در این حالت مثال زیر را در نظر بگیرید که در آن سگ و گربه از نوع پایه‌ی حیوان تعریف شده‌اند:
public interface IAnimal
{
}

public class Dog : IAnimal
{
}

public class Cat : IAnimal
{
}
در اینجا می‌خواهیم اگر برای مثال cat نال بود، حاصل عملگر ?? به متغیری از نوع IAnimal قابل انتساب باشد:
Cat cat = null;
Dog dog = new();
IAnimal animal = cat ?? dog;
یک چنین کاری در نگارش‌های پیشین #C مجاز نیست؛ اما در C# 9.0، چون target typeهای تعریف شده، قابل تبدیل به هم هستند، کامپایلر آن‌را بدون مشکل کامپایل می‌کند (البته قرار است در نگارش نهایی آن این امر محقق شود؛ هنوز نه!).


دانستنی‌هایی در مورد Target Typing

- نوشتن ()throw new مجاز است و نوع پیش‌فرض آن، System.Exception در نظر گرفته می‌شود.
- در حالت کار با tuples، نوشتن new اضافی است:
(int a, int b) t = new(1, 2); // "new" is redundant
و همچنین اگر پارامترهای آن ذکر نشوند، با مقدار پیش‌فرض آن نوع جایگزین خواهند شد:
(int a, int b) t = new(); // OK; same as (0, 0)


محدودیت‌های Target Typing در C# 9.0

- امکان نوشتن ()var dog = new وجود ندارد؛ چون نوع سمت راست این انتساب دیگر قابل حدس زدن نیست. نمونه‌ی دیگر آن anonymous type properties است؛ مانند new { Prop = new() } که در آن برای مثال نوع خاصیت Prop قابل حدس زدن نیست.
- target typing با binary operators قابل استفاده نیست.
- به عنوان ref قابل استفاده نیست.
راهنماهای پروژه‌ها
سؤالات متداول
  • می‌خواهم برنامه‌ام را بر روی کامپیوتر مشتری بدون دردسر نصب کنم؛ با حداقل حجم و دردسر توزیع. به علاوه بدون نیاز به وصله پینه کردن اسمبلی‌های تجاری دریافت شده.

پاسخ: PdfReport از چند اسمبلی دات نتی تشکیل شده است که نیاز به نصب خاصی ندارد. همچنین حجم فشرده شده آن نیز زیر 2 مگابایت است. بنابراین از جهت توزیع مشکل خاصی نخواهید داشت. همچنین کل این مجموعه سورس باز است و مشکلات متداول همراه با گزارش سازهای تجاری را به همراه ندارد.

  • می‌خواهم فایل گزارش، به همراه برنامه و فایل exe آن و نه جدای از آن توزیع شود.

پاسخ: روش کار با PdfReport اصطلاحا code-first است. یعنی یک یا چند کلاس تهیه شده توسط شما، کار تهیه گزارش را انجام می‌دهند و تمام این‌ها کامپایل شده و به همراه فایل اجرایی یا اسمبلی‌های خاصی که برای آن درنظر می‌گیرید، کامپایل و توزیع خواهند شد. همچنین با توجه به code-first بودن آن و عدم وابستگی به فناوری خاصی، این گزارشات در برنامه‌های وب و ویندوز نیز می‌توانند بدون نیاز به تغییری در کدهای شما مورد استفاده قرار گیرند.

  • برای کار با PdfReport از کجا باید شروع کرد؟

پاسخ: لطفا برچسب PdfReport را در سایت جاری دنبال نمائید. نحوه استفاده از قابلیت‌های آن قدم به قدم توضیح داده شده‌اند.

  • می‌خواهم برای صرفه جویی در کاغذ چاپی، گزارش چند ستونه‌ای را تهیه کنم.

پاسخ: لطفا مراجعه کنید به مثال ایجاد قالب‌های سفارشی ستون‌ها.

  • می‌خواهم گزارشی را تولید کنم که حجم متن فیلدهای آن مشخص نیست. یکی ممکن است نصف صفحه باشد دیگری دو صفحه و یا بعضی تنها یک سطر.

پاسخ: در PdfReport ارتفاع هر سطر به صورت خودکار بر مبنای حجم وارد شده محاسبه و تنظیم می‌گردد. به عبارتی این تنظیم ثابت نیست و سبب حذف محتوای ارائه شده در آن‌ها یا محو شدن ردیف‌های دیگر نمی‌گردد.

  • نیاز به گزارش سازی دارم که بدون مشکل با ORMها کار کند. برای مثال در حین کار با Entity framework مستقیما بتواند با اشیاء و لیست‌های حاصل از آن کار کند.

پاسخ: یکی از انواع منابع داده تعریف شده در PdfReport جهت کار با ORMها طراحی شده است که مثالی از نحوه استفاده از آن‌را در مثال EF Code first همراه با مجموعه مثال‌های این کتابخانه می‌توانید ملاحظه نمائید.

  • آیا این کتابخانه می‌تواند از فایل سیستم (و نه صرفا بانک اطلاعاتی) هم تصاویر را دریافت و در گزارشات قرار دهد؟

پاسخ: بلی. لطفا به مثال ImageFilePath مراجعه نمائید.

  • می‌خواهم یک گزارش ساز پویا در برنامه داشته باشم. فقط کوئری غیر مشخصی را به آن بدهم و حاصل آن یک گزارش باشد.

پاسخ: امکان تهیه گزارش‌های پویا نیز در PdfReport پیش بینی شده است. توضیحات بیشتر همچنین این امکان در حین کار با ORMها نیز وجود دارد.

  • می‌خواهم بدون استفاده از بانک اطلاعاتی نیز بتوانم گزارشی را تهیه کنم. برای مثال یک لیست جنریک تشکیل شده در حافظه دارم.

پاسخ: برای این منظور تنها کافی است از منبع داده صحیحی استفاده نمائید. برای اطلاعات بیشتر به مثال IList مراجعه کنید.

  • می‌خواهم از بانک‌های اطلاعاتی دیگری بجز SQL Server استفاده کنم.

پاسخ: می‌توانید یک نمونه مثال استفاده از PdfReport را با بانک اطلاعاتی SQLite، در اینجا مشاهده کنید.

مطالب
ASP.NET MVC #19

مروری بر امکانات Caching اطلاعات در ASP.NET MVC

در برنامه‌های وب، بالاترین حد کارآیی برنامه‌ها از طریق بهینه سازی الگوریتم‌ها حاصل نمی‌شود، بلکه با بکارگیری امکانات Caching سبب خواهیم شد تا اصلا کدی اجرا نشود. در ASP.NET MVC این هدف از طریق بکارگیری فیلتری به نام OutputCache میسر می‌گردد:

using System.Web.Mvc;

namespace MvcApplication16.Controllers
{
public class HomeController : Controller
{
[OutputCache(Duration = 60, VaryByParam = "none")]
public ActionResult Index()
{
return View();
}
}
}

همانطور که ملاحظه می‌کنید، OutputCache را به یک اکشن متد یا حتی به یک کنترلر نیز می‌توان اعمال کرد. به این ترتیب HTML نهایی حاصل از View متناظر با اکشن متد جاری فراخوانی شده، Cache خواهد شد. سپس زمانیکه درخواست بعدی به سرور ارسال می‌شود، نتیجه دریافت شده، همان اطلاعات Cache شده قبلی است و عملا در سمت سرور کدی اجرا نخواهد شد. در اینجا توسط پارامتر Duration، مدت زمان معتبر بودن کش حاصل، برحسب ثانیه مشخص می‌شود. VaryByParam مشخص می‌کند که اگر متدی پارامتری را دریافت می‌کند، آیا باید به ازای هر مقدار دریافتی، مقادیر کش شده متفاوتی ذخیره شوند یا خیر. در اینجا چون متد Index پارامتری ندارد، از مقدار none استفاده شده است.


مثال یک
یک پروژه جدید خالی ASP.NET MVC را آغاز کنید. سپس کنترلر جدید Home را نیز به آن اضافه نمائید:

using System;
using System.Web.Mvc;

namespace MvcApplication16.Controllers
{
public class HomeController : Controller
{
[OutputCache(Duration = 60, VaryByParam = "none")]
public ActionResult Index()
{
ViewBag.ControllerTime = DateTime.Now;
return View();
}
}
}

همچنین کدهای View متد Index را نیز به نحو زیر تغییر دهید:

@{
ViewBag.Title = "Index";
}

<h2>Index</h2>
<p>@ViewBag.ControllerTime</p>
<p>@DateTime.Now</p>

در اینجا نمایش دو زمان دریافتی از کنترلر و زمان محاسبه شده در View را مشاهده می‌کنید. هدف این است که بررسی کنیم آیا فیلتر OutputCache بر روی این دو مقدار تاثیری دارد یا خیر.
برنامه را اجرا نمائید. سپس چند بار صفحه را Refresh کنید. مشاهده خواهید کرد که هر دو زمان یاد شده تا 60 ثانیه، تغییری نخواهند کرد و حاصل نهایی از Cache خواهنده می‌شود.
کاربرد یک چنین حالتی برای مثال نمایش اطلاعات بازدیدهای یک سایت است. نباید به ازای هر کاربر وارد شده به سایت، یکبار به بانک اطلاعاتی مراجعه کرد و آمار جدیدی را تهیه نمود. یا برای نمونه اگر جایی قرار است اطلاعات وضعیت آب و هوا نمایش داده شود، بهتر است این اطلاعات، مثلا هر نیم ساعت یکبار به روز شود و نه به ازای هر بازدید جدید از سایت، توسط صدها بازدید کننده همزمان. یا برای مثال کش کردن خروجی فید RSS یک بلاگ به مدت چند ساعت نیز ایده خوبی است. از این لحاظ که اگر اطلاعات بلاگ شما روزی یکبار به روز می‌شود، نیازی نیست تا به ازای هر برنامه فیدخوان، یکبار اطلاعات از بانک اطلاعاتی دریافت شده و پروسه رندر نهایی فید صورت گیرد. منوهای پویای یک سایت نیز در همین رده قرار می‌گیرند. دریافت اطلاعات منوهای پویای سایت به ازای هر درخواست رسیده کاربری جدید، کار اشتباهی است. این اطلاعات نیز باید کش شوند تا بار سرور کاهش یابد. البته تمام این‌ها زمانی میسر خواهند شد که اطلاعات سمت سرور کش شوند.


مثال دو
همان مثال قبلی را در اینجا جهت بررسی پارامتر VaryByParam به نحو زیر تغییر می‌دهیم:

using System;
using System.Web.Mvc;

namespace MvcApplication16.Controllers
{
public class HomeController : Controller
{
[OutputCache(Duration = 60, VaryByParam = "none")]
public ActionResult Index(string parameter)
{
ViewBag.Msg = parameter ?? string.Empty;
ViewBag.ControllerTime = DateTime.Now;
return View();
}
}
}


در اینجا یک پارامتر به متد Index اضافه شده است. مقدار آن به ViewBag.Msg انتساب داده شده و سپس در View ، در بین تگ‌های h2 نمایش داده خواهد شد. همچنین یک فرم ساده هم جهت ارسال parameter به متد Index اضافه شده است:

@{
ViewBag.Title = "Index";
}

<h2>@ViewBag.Msg</h2>

<p>@ViewBag.ControllerTime</p>
<p>@DateTime.Now</p>

@using (Html.BeginForm())
{
@Html.TextBox("parameter")
<input type="submit" />
}

اکنون برنامه را اجرا کنید. در TextBox نمایش داده شده یکبار مثلا بنویسید Test1 و فرم را به سرور ارسال نمائید. سپس مقدار Test2 را وارد کرده و ارسال نمائید. در بار دوم، خروجی صفحه همانند زمانی است که مقدار Test1 ارسال شده است. علت این است که مقدار VaryByParam به none تنظیم شده است و صرفنظر از ورودی کاربر، همان اطلاعات کش شده قبلی بازگشت داده خواهد شد. برای رفع این مشکل، متد Index را به نحو زیر تغییر دهید، به طوریکه مقدار VaryByParam به نام پارامتر متد جاری اشاره کند:

[OutputCache(Duration = 60, VaryByParam = "parameter")]
public ActionResult Index(string parameter)

در ادامه مجددا برنامه را اجرا کنید. اکنون یکبار مقدار Test1 را به سرور ارسال کنید. سپس مقدار Test2 را ارسال نمائید. مجددا همین دو مرحله را با مقادیر Test1 و Test2 تکرار کنید. مشاهده خواهید کرد که اینبار اطلاعات بر اساس مقدار پارامتر ارسالی کش شده است.



تنظیمات متفاوت OutputCache

الف) VaryByParam : اگر مساوی none قرار گیرد، همواره همان مقدار کش شده قبلی نمایش داده می‌شود. اگر مقدار آن به نام پارامتر خاصی تنظیم شود، اطلاعات کش شده بر اساس مقادیر متفاوت پارامتر دریافتی، متفاوت خواهند بود. در اینجا پارامترهای متفاوت را با یک «,» می‌توان از هم جدا ساخت. اگر تعداد پارامترها زیاد است می‌توان مقدار VaryByParam را مساوی با * قرار داد. در این حالت به ازای مقادیر متفاوت دریافتی پارامترهای مختلف، اطلاعات مجزایی در کش قرار خواهد گرفت. این روش آخر آنچنان توصیه نمی‌شود چون سربار بالایی دارد و حجم بالایی از اطلاعات بر اساس پارامترهای مختلف، باید در کش قرار گیرند.
ب) Location : مکان قرارگیری اطلاعات کش شده را مشخص می‌کند. مقدار آن نیز بر اساس یک enum به نام OutputCacheLocation مشخص می‌گردد. در این حالت برای مثال می‌توان مکان‌های Server، Client و ServerAndClient را مقدار دهی نمود. مقدار Downstream به معنای کش شدن اطلاعات بر روی پروکسی سرورهای بین راه و یا مرورگرها است. پیش فرض آن Any است که ترکیبی از Server و Downstream می‌باشد.
اگر قرار است اطلاعات یکسانی به تمام کاربران نمایش داده شود، مثلا محتوای لیست یک منوی پویا،‌ محل قرارگیری اطلاعات کش باید سمت سرور باشد. اگر نیاز است به ازای هر کاربر محتوای اطلاعات کش شده متفاوت باشد، بهتر است محل سمت کلاینت را مقدار دهی نمود.
ج) VaryByHeader : اطلاعات، بر اساس هدرهای مشخص شده، کش می‌شوند. برای مثال مرسوم است که از Accept-Language در اینجا استفاده شود تا اطلاعات مثلا فرانسوی کش شده، به کاربر آلمانی تحویل داده نشود.
د) VaryByCustom :‌ در این حالت نام یک متد استاتیک تعریف شده در فایل global.asax.cs باید مشخص گردد. توسط این متد کلید رشته‌ای اطلاعاتی که قرار است کش شود، بازگشت داده خواهد شد.
ه) SqlDependency : در این حالت اطلاعات تا زمانیکه تغییری در جداول بانک اطلاعاتی SQL Server صورت نگیرد، کش خواهد شد.
و) Nostore : به پروکسی سرورهای بین راه و همچنین مرورگرها اطلاع می‌دهد که اطلاعات را نباید کش کنند. اگر قسمت اعتبار سنجی این سری را به خاطر داشته باشید، چنین تعریفی در قسمت Remote validation بکارگرفته شد:

[OutputCache(Location = OutputCacheLocation.None, NoStore = true)]  

و یا می‌توان برای اینکار یک فیلتر سفارشی را نیز تهیه کرد:

using System;
using System.Web.Mvc;

namespace MvcApplication16.Helper
{
/// <summary>
/// Adds "Cache-Control: private, max-age=0" header,
/// ensuring that the responses are not cached by the user's browser.
/// </summary>
public class NoCachingAttribute : ActionFilterAttribute
{
public override void OnActionExecuted(ActionExecutedContext filterContext)
{
base.OnActionExecuted(filterContext);
filterContext.HttpContext.Response.CacheControl = "private";
filterContext.HttpContext.Response.Cache.SetMaxAge(TimeSpan.FromSeconds(0));
}
}
}

کار این فیلتر اضافه کردن هدر «Cache-Control: private, max-age=0» به Response است.


استفاده از فایل Web.Config برای معرفی تنظیمات Caching

یکی دیگر از تنظیمات ویژگی OutputCache، پارامتر CacheProfile است که امکان تنظیم آن در فایل web.config نیز وجود دارد. برای نمونه تنظیمات زیر را به قسمت system.web فایل وب کانفیگ برنامه اضافه کنید:


<system.web>
<caching>
<outputCacheSettings>
<outputCacheProfiles>
<add name="Aggressive" location="ServerAndClient" duration="300"/>
<add name="Mild" duration="100" location="Server" />
</outputCacheProfiles>
</outputCacheSettings>
</caching>

سپس مثلا برای استفاده از پروفایلی به نام Aggressive، خواهیم داشت:

[OutputCache(CacheProfile = "Aggressive", VaryByParam = "parameter")]
public ActionResult Index(string parameter)


استفاده از ویژگی به نام donut caching

تا اینجا به این نتیجه رسیدیم که OutputCache، کل خروجی یک View را بر اساس پارامترهای مختلفی که دریافت می‌کند، کش خواهد کرد. در این بین اگر بخواهیم تنها قسمت کوچکی از صفحه کش نشود چه باید کرد؟ برای حل این مشکل قابلیتی به نام cache substitution که به donut caching هم معروف است (چون آن‌را می‌توان به شکل یک donut تصور کرد!) در ASP.NET MVC قابل استفاده است.

@{ Response.WriteSubstitution(ctx => DateTime.Now.ToShortTimeString()); }

همانطور که ملاحظه می‌کنید برای تعریف یک چنین اطلاعاتی باید از متد Response.WriteSubstitution در یک view استفاده کرد. در این مثال، نمایش زمان جاری معرفی شده، صرف نظر از وضعیت کش صفحه جاری، کش نخواهد شد.

عکس آن هم ممکن است. فرض کنید که صفحه جاری شما از سه partial view تشکیل شده است. هر کدام از این partial viewها نیز مزین به OutpuCache هستند. اما صفحه اصلی درج کننده اطلاعات این سه partial view فاقد ویژگی Output کش است. در این حالت تنها اطلاعات این partial viewها کش خواهند شد و سایر قسمت‌های صفحه با هر بار درخواست از سرور، مجددا بر اساس اطلاعات جدید به روز خواهند شد. حالت توصیه شده نیز همین مورد است و متد Response.WriteSubstitution را صرفا جهت اطلاعات عمومی درنظر داشته باشید.


استفاده از امکانات Data Caching به صورت مستقیم

مطالبی که تا اینجا عنوان شدند به کش کردن اطلاعات Response اختصاص داشتند. اما امکانات Caching موجود، به این مورد خلاصه نشده و می‌توان اطلاعات و اشیاء را نیز کش کرد. برای مثال اطلاعات «با سطح دسترسی عمومی» دریافتی از بانک اطلاعاتی توسط یک کوئری را نیز می‌توان کش کرد. جهت انجام اینکار می‌توان از متدهای HttpRuntime.Cache.Insert و یا HttpContext.Cache.Insert استفاده کرد. استفاده از HttpContext.Cache.Insert حین نوشتن Unit tests دردسر کمتری دارد و mocking آن ساده است؛ از این جهت که بر اساس HttpContextBase تعریف شده‌است.
در ادامه یک کلاس کمکی نوشتن اطلاعات در cache و سپس بازیابی آن‌را ملاحظه می‌کنید:

using System;
using System.Web;
using System.Web.Caching;

namespace MvcApplication16.Helper
{
public static class CacheManager
{
public static void CacheInsert(this HttpContextBase httpContext, string key, object data, int durationMinutes)
{
if (data == null) return;
httpContext.Cache.Add(
key,
data,
null,
DateTime.Now.AddMinutes(durationMinutes),
TimeSpan.Zero,
CacheItemPriority.AboveNormal,
null);
}

public static T CacheRead<T>(this HttpContextBase httpContext, string key)
{
var data = httpContext.Cache[key];
if (data != null)
return (T)data;
return default(T);
}

public static void InvalidateCache(this HttpContextBase httpContext, string key)
{
httpContext.Cache.Remove(key);
}
}
}

و برای استفاده از آن در یک اکشن متد، ابتدا نیاز است فضای نام این کلاس تعریف شود و سپس برای نمونه متد HttpContext.CacheInsert در دسترس خواهد بود. HttpContext یکی از خواص تعریف شده در شیء کنترلر است که با ارث بری کنترلرها از آن، همواره در دسترس می‌باشد.
در اینجا برای نمونه اطلاعات یک لیست جنریک دریافتی از بانک اطلاعاتی را مثلا 10 دقیقه (بسته به پارامتر durationMinutes آن) می‌توان کش کرد و سپس توسط متد CacheRead آن‌را دریافت نمود. اگر متد CacheRead نال برگرداند به معنای خالی بودن کش است. بنابراین یکبار اطلاعات را از بانک اطلاعاتی دریافت نموده و سپس آن‌را کش خواهیم کردیم.
البته هستند ORMهایی که یک چنین کارهایی را به صورت توکار پشتیبانی کنند. به مکانیزم آن، Second level cache هم گفته می‌شود؛ به علاوه امکان استفاده از پروایدرهای دیگری را بجز کش IIS برای ذخیره سازی موقتی اطلاعات نیز فراهم می‌کنند.
همچنین باید دقت داشت این اعداد مدت زمان، هیچگونه ضمانتی ندارند. اگر IIS احساس کند که با کمبود منابع مواجه شده است، به سادگی شروع به حذف اطلاعات موجود در کش خواهد کرد.


نکته امنیتی مهم!
به هیچ عنوان از OutputCache در صفحاتی که نیاز به اعتبار سنجی دارند، استفاده نکنید و به همین جهت در قسمت کش کردن اطلاعات، بر روی «اطلاعاتی با سطح دسترسی عمومی» تاکید شد.
فرض کنید کارمندی به صفحه مشاهده فیش حقوقی خودش مراجعه کرده است. این ماه هم اضافه حقوق آنچنانی داشته است. شما هم این صفحه را به مدت سه ساعت کش کرده‌اید. آیا می‌توانید تصور کنید اگر همین گزارش کش شده با این اطلاعات، به سایر کارمندان نمایش داده شود چه قشقرقی به پا خواهد شد؟!
بنابراین هیچگاه اطلاعات مخصوص به یک کاربر اعتبار سنجی شده را کش نکنید و «تنها» اطلاعاتی نیاز به کش شدن دارند که عمومی باشند. برای مثال لیست آخرین اخبار سایت؛ لیست آخرین مدخل‌های فید RSS سایت؛ لیست اطلاعات منوی عمومی سایت؛ لیست تعداد کاربران مراجعه کننده به سایت در طول یک روز؛ گزارش آب و هوا و کلیه اطلاعاتی با سطح دسترسی عمومی که کش شدن آن‌ها مشکل ساز نباشد.
به صورت خلاصه هیچگاه در کدهای شما چنین تعریفی نباید مشاهده شود:
[Authorize]
[OutputCache(Duration = 60)]
public ActionResult Index()




مطالب
بستن یک پنجره از طریق ViewModel با استفاده از خصوصیت های پیوست شده هنگام استفاده از الگوی MVVM
 در نظر بگیرید که یک پروژه WPF را با الگوی MVVM پیاده سازی کرده اید و نیاز پیدا می‌کنید تا یک پنجره را از طریق کد ببندید. از آنجایی که به کنترل Window درون ViewModel دسترسی ندارید، نمی‌توانید از متد Close آن برای اینکار استفاده کنید. راه‌های مختلفی برای اینکار وجود دارند، مثلا اگر از MVVM Light Toolkit استفاده می‌کنید با ارسال یک Message و نوشتن یک تکه کد در CodeBehind پنجره می‌توانید اینکار را انجام بدهید.
اما برای اینکار یک راه حل ساده‌تری بدون نیاز به نوشتن کد در CodeBehind و استفاده از Toolkit خاصی وجود دارد و آن استفاده ازخاصیت‌های پیوست شده یا Attached Properties است. برای اینکار یک خاصیت از نوع Boolean مانند زیر تعریف می‌کنیم و آن را به پنجره ای که می‌خواهیم Colse شود پیوست می‌کنیم.
namespace TestProject.XamlServices
{
    public class CloseBehavior
    {
        public static readonly DependencyProperty CloseProperty = 
DependencyProperty.RegisterAttached("Close", typeof(bool), typeof(CloseBehavior), new UIPropertyMetadata(false, OnClose));

        private static void OnClose(DependencyObject sender, DependencyPropertyChangedEventArgs e)
        {
            if (!(e.NewValue is bool) || !((bool) e.NewValue)) return;
            var win = GetWindow(sender);
            if (win != null)
                win.Close();
        }

        private static Window GetWindow(DependencyObject sender)
        {
            Window w = null;
            if (sender is Window)
                w = (Window)sender;
            return w ?? (w = Window.GetWindow(sender));
        }

        public static bool GetClose(Window target)
        {
            return (bool)target.GetValue(CloseProperty);
        }

        public static void SetClose(DependencyObject target, bool value)
        {
            target.SetValue(CloseProperty, value);
        }
    }
} 
در تکه کد بالا یک خصوصیت از نوع  Boolean  ایجاد کردیم که می‌تواند به هر پنجره ای که قرار است از طریق کد بسته شود، پیوست شود. خصوصیت‌های پیوست شده یک  Callback مربوط به تغییر مقدار دارند که یک  متداستاتیک است و مقدار جدید، از طریق  EventArg و   شیءایی که این خاصیت به آن پیوست شده نیز بعنوان Source  به آن  ارسال می‌شود. هر وقت مقدار خصوصیت، تغییر کند این متد فراخوانی می‌گردد. در کد بالا متد OnClose ایجاد شده است و زمانی که مقدار این خصوصیت برابر true می‌شود پنجره close خواهد شد.
برای استفاده از این خصوصیت و اتصال آن باید یک خصوصیت از نوع Boolean  نیز در ViewModel مربوط به Window ایجاد کنید:  
 private bool _isClose;
 public bool IsClose
   {
      get { return _isClose; }
      set
      {
       _isClose = value;
      OnClosed();
      RaisePropertyChanged("IsClose");
      }
}
و آن را به صورت زیر Bind کنید:  
<Window x:Class="TestProject.TestView"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:xamlServices="clr-namespace:TestProject.XamlServices;assembly=TestProject.XamlServices"
       xamlServices:CloseBehavior.Close="{Binding IsClose}">
       ...
</Window>
پس از انجام اتصالات فوق، کافیست   هر جایی از ViewModel که نیاز است پنجره بسته شود،مقدار این خصوصیت برابر False بشود.
مطالب
اصول طراحی شیء گرا: OO Design Principles - قسمت سوم

اصل هفتم: Liskove Substitution Principle

"ارث بری باید به صورتی باشد که زیر نوع را بتوان بجای ابر نوع استفاده کرد"

این اصل می‌گوید اگر قرار است از ارث بری استفاده شود، نحوه‌ی استفاده باید بدین گونه باشد که اگر یک شیء از کلاس والد ( Base-Parent-Super type ) داشته باشیم، باید بتوان آن را با شیء کلاس فرزند ( Sub Type-Child ) بدون هیچ گونه تغییری در منطق کد استفاده کننده از شیء مورد نظر، تغییر داد. به زبان ساده باید بتوان شیء فرزند را جایگزین شیء والد کرد.

نکته مهم: این اصل در مورد عکس این رابطه صحبتی نمی‌کند و دلیل آن هم منطق طراحی می‌باشد. تصور کنید که شیء ای داشته باشید که از یک کلاس والد، ارث برده باشد. نوشتن  کدی که شیء والد را بتوان جایگزین شیء فرزند کرد، بسیار سخت است؛ چرا که منطق متکی بر کلاس فرزند بسیار وابسته به جزییات کلاس فرزند است. در غیر این صورت وجود شیء فرزند، کم اهمیت میباشد.

با رعایت این اصل، میتوانیم در مواقعی که شروط مرتبط با کلاس فرزند را نداریم و یک سری منطق و قیود کلی مرتبط با کلاس والد را داریم، از شیء کلاس والد استفاده نماییم و وظیفه  نمونه گیری (instantiation ) آن را به یک کلاس دیگر محول کنیم. به مثال زیر توجه کنید:

 public class Parent
    {
        public string Name { get; set; }
        public int X { get; set; }
        public int Y { get; set; }
        public Parent()
        {
            X = Y = 0;
        }
        public virtual void Move()
        {
            X += 5;
            Y += 5;
        }
        public void Shoot() { }
        public virtual void Pass() { } 
    }
    public class Child1 : Parent
    {
        public override void Move()
        {
            X += 10;
            Y += 10;
        }
    }
    public class Child2 : Parent
    {
        public override void Move()
        {
            X += 20;
            Y += 20;
        }
    }
    public enum State
    {
        Start,
        Move,
        Shoot,
        Pass
    }
    public class Creator
    {
        public static Parent GetInstance(bool? condition)
        {
            if (condition == null)
            {
                return new Parent();
            }
            if (condition == true)
            {
                return new Child1();
            }
            else
            {
                return new Child2();
            }
        }
    }
    public class Context
    {
        public void SetState(ref State s)
        {
            s = State.Move;
        }
        public void Main()
        {
            State state =State.Start;
            
            // در مورد نوع این شیء چیزی نمیدانیم و وابسته به شرایط نوع آن متغیر است
            // در حقیقت شیء کلاس فرزند را جای شیء کلاس والد  قرار می‌دهیم و نه بالعکس

            Parent obj = Creator.GetInstance(null);
            
            // منطق برنامه وضعیت را تغییر می‌دهد
            SetState(ref state);

            // قواعد کلی و عمومی که بدون در نظر گرفتن کلاس (نوع) شیء بر آن اعمال می‌شود
            switch (state)
            {
                case State.Move:
                    obj.Move();
                    break;
                case State.Shoot:
                    obj.Shoot();
                    break;
                case State.Pass:
                    obj.Pass();
                    break;
                default:
                    break;
            }           
        }
    }

همانطور که در کدها نیز توضیح داده‌ام، کلاس‌های فرزند را جایگزین کلاس والد کرده‌ایم. اگر می‌خواستیم عکس رابطه را (شیء والد را به شیء فرزند انتقال دهیم) اعمال کنیم باید تغییر زیر را ایجاد میکردیم که با خطا روبرو خواهد شد:

Child1 obj = Creator.GetInstance(null);



اصل هشتم: Interface segregation

"واسط‌های کوچک بهتر از واسط‌های حجیم است"

این اصل به ما می‌گوید در تعریف واسط‌های متعدد خساست به خرج ندهیم و بجای آنکه یک واسط اصلی با وظیفه‌های بسیار داشته باشیم، بهتر است واسط‌های متعددی با وظیفه‌های کمتر داشته باشیم. برای درک این اصل ساده به عقب برمیگردیم، جایی که نیاز به واسط را توضیح دادیم. واسط، نقش تعریف پروتکل را دارد. اگر قرار باشد واسطی بزرگ با چندین مسئولیت داشته باشیم، آنگاه تعریف مستحکمی را از وظیفه‌ی واسط ارائه نداده‌ایم. لذا هر کلاس پیاده ساز این واسط، برخی وظیفه‌هایی را که نیاز به آن ندارد، باید تعریف و پیاده سازی کند. به مثال زیر نگاه کنید:

 public interface IHuman
    {
        void Move();
        void Eat();
        void LevelUp();
        void FireBullet();
    }
    public class Player : IHuman
    {
        public void Eat() { }
        public void FireBullet() { }
        public void LevelUp() { }
        public void Move() { }
    }
    public class Enemy : IHuman
    {
        public void Eat() { }
        public void FireBullet() { }
        public void LevelUp() { }
        public void Move() { }
    }
    public class Citizen : IHuman
    {
        public void Eat() { }
        public void FireBullet() { }
        public void LevelUp() { }
        public void Move() { }
    }

در این مثال که مربوط به مدل یک بازی با نقش‌های بازیکن، دشمن و شهروند (بی گناه!) است، طراحی به گونه‌ای است که دشمن و شهروند، توابعی را که نیاز ندارند، باید پیاده سازی کنند. در دشمن: Eat(), LevelUp() و در شهروند: Eat(), LevelUp(), FireBullet() . لذا واسط IHuman یک واسط کلی با وظیفه‌های متعدد است.

در مدل بهبود یافته که کلاس‌ها با پسوند Better بازنویسی شده‌اند داریم:

public interface IMovable { void Move(); }
    public interface IEatable { void Eat(); }
    public interface IPlayer { void LevelUp(); }
    public interface IShooter { void FireBullet(); }
    public class PlayerBetter : IPlayer, IMovable, IEatable, IShooter
    {
        public void Eat() { }
        public void FireBullet() { }
        public void LevelUp() { }
        public void Move() { }
    }
    public class EnemyBetter : IMovable, IShooter
    {
        public void FireBullet() { }
        public void Move() { }
    }
    public class CitizenBetter : IMovable
    {
        public void Move() { }
    }

در اینجا برای هر وظیفه یک واسط تعریف کرده ایم که باعث قوی شدن معنای هر واسط می‌شود.



اصل نهم: Dependency inversion

"وابستگی بین ماژول‌ها  را به وابستگی آن‌ها به انتزاع (واسط) تغییر بده"

این اصل که نمود آن را در الگو‌های طراحی dependency injection و factory میبینیم، میگوید که ماژول‌های بالادست (ماژول استفاده کننده ماژول پایین دست) به جای آنکه ارجاع مستقیمی را به ماژول‌های پایین دست داشته باشند، به انتزاعی (واسط) ارجاع بدهند که ماژول پایین دست آنرا پیاده سازی می‌کند یا به ارث میبرد. در واقع این اصل برای از بین بردن وابستگی قوی بین ماژول‌های بالا دست و پایین دست، به میدان آمده است. دو حکم اصلی از این اصل بر می‌آید:

الف – ماژول‌های بالا دست نباید وابسته به ماژول‌های پایین دست باشند. هر دو باید وابسته به انتزاع (واسط) باشند. وابستگی ماژول بالا دست از نوع ارجاع و وابستگی ماژول پایین دست از نوع ارث بری است.

ب – انتزاع نباید وابسته به جزییات باشد، بلکه جزییات باید وابسته به انتزاع باشد. یعنی در پیاده سازی منطق برنامه (که جزییات محسوب می‌شود) باید از واسط‌ها یا کلاس‌های انتزاعی استفاده کنیم و همچنین در نوشتن کلاس‌های انتزاعی نباید هیچ گونه ارجاعی را به کلاس‌های جزیی داشته باشیم.

در مثال زیر با نمونه‌ای از طراحی ناقض این اصل روبرو هستیم:

public class Controller
    {
        public Service Service { get; set; }
        public Controller()
        {
            // کنترلر باید نحوه نمونه گیری را بداند (ورودی‌های لازم) و این از وظایف آن خارج است
            Service = new Service(1);
        }
        public void DoWork()
        {
            Service.RunService();
        }
    }

    public class Service
    {
        public int State { get; set; }
        public Service(int s)
        {
            State = s;
        }
        public void RunService() { }
    }

در این مثال کلاس کنترلر، ماژول بالادست و کلاس سرویس، ماژول پایین دست محسوب میگردد. در ادامه طراحی مطلوب را نیز ارائه داده‌ام:

public class ControllerBetter
    {
        // ارجاع به واسط باعث انعطاف و کاهش وابستگی شده است
        public IService Service { get; set; }
        public ControllerBetter(IService service)
        {
            // یک کلاس دیگر وظیفه ارسال سرویس به سازنده کلاس کنترلر را دارد 
            // و مسئولیت نمونه گیری را از دوش کنترلر برداشته است
            Service = service;
        }
        public void DoWork()
        {
            Service.RunService();
        }
    }
    // کاهش وابستگی با تعریف واسط و تغییر وابستگی مستقیم بین کنترلر و سرویس
    public interface IService
    {
        void RunService();
    }
    // وابستگی جزییات به انتزاع
    public class ServiceBetter : IService
    {
        public int State { get; set; }
        public ServiceBetter(int s)
        {
            State = s;
        }
        public void RunService() { }
    }

نحوه بهبود طراحی را در توضیحات داخل کد مشاهده میکنید. در مقاله بعدی به اصول GRASP خواهم پرداخت. 

مطالب
کارهایی جهت بالابردن کارآیی Entity Framework #1
امروزه اهمیت استفاده از  Entity Framework بر هیچ کسی پوشیده نیست؛ اما در صورتی که به مفاهیم ابتدایی آن آشنایی نداشته باشید ممکن است در دام هایی بیفتید که استفاده از آن کم رنگ شود. در زیر به توصیه‌هایی جهت بالابردن کارآیی برنامه‌های مبتنی بر EF اشاره خواهیم کرد.
  • تنها دریافت رکوردهای مورد نیاز

EF راهی برای کار با اشیاء POCO، بدون آگاهی از مقادیرشان می‌باشد. اما هنگام فرآیند دریافت و یا به روزرسانی مقادیر این اشیاء از بانک اطلاعاتی، رفت و برگشت هایی انجام می‌شود که اطلاع از آنها بسیار حیاتی و ضروری است. به این فرآیند materiallization می‌گویند.
string city = "New York";
List<School> schools = db.Schools.ToList();
List<School> newYorkSchools = schools.Where(s => s.City == city).ToList();

در کد بالا ابتدا کلیه ردیف‌های جدول از دیتابیس به حافظه منتقل می‌شود و سپس برروی آنها کوئری مورد نظر اعمال می‌گردد که بشدت می‌تواند برای یک برنامه - خصوصا برنامه وب - به‌دلیل دریافت کلیه‌ی ردیف‌های جدول بسیار مخرب باشد. کوئری فوق را می‌توان به صورت زیر اصلاح کرد:

List<School> newYorkSchools = db.Schools.Where(s => s.City == city).ToList();
یا
IQueryable<School> schools = db.Schools;
List<School> newYorkSchools = schools.Where(s => s.City == city).ToList();
  • حداقل رفت و برگشت به دیتابیس

کد زیر را در نظر بگیرید:

string city = "New York";
List<School> schools = db.Schools.Where(s => s.City == city).ToList();
var sb = new StringBuilder();
foreach(var school in schools)
{
    sb.Append(school.Name);
    sb.Append(": ");
    sb.Append(school.Pupils.Count);
    sb.Append(Environment.NewLine);
}

هدف تکه کد بالا این است که تعداد دانش آموزان مدرسه‌های واقع در شهر New York را بدست آورد.

توجه داشته باشید:

  • یک مدرسه می‌تواند چندین دانش آموز داشته باشد (وجود رابطه یک به چند)
  • LazyLoading فعال است
  • تعداد مدرسه‌های شهر نیویورک 200 عدد می‌باشد

اگر کوئری بالا را به‌وسیله‌ی یک پروفایلر بررسی نمایید، متوجه خواهید شد 1 + 200 رفت و برگشت به دیتابیس صورت گرفته است که به "N+1 select problem" معروف است. 1 مرتبه جهت دریافت لیست مدرسه‌های شهر نیویورک و 200 مرتبه جهت دریافت تعداد دانش آموزان هر مدرسه.

بدلیل فعال بودن Lazy Loading، زمانیکه موجودیتی فراخوانی می‌شود، سایر موجودیت‌های وابسته به آن، زمانی از دیتابیس فراخوانی خواهند شد که به آن‌ها دسترسی پیدا کنید. در حلقه‌ی foreach هم به ازای هر مدرسه (200 مدرسه) شهر نیویورک یک رفت و برگشت انجام می‌شود.

اما راه حل در این مورد خاص استفاده از Eager Loading است. خط دوم کد را بصورت زیر تغییر دهید:

List<School> schools = db.Schools
    .Where(s => s.City == city)
    .Include(x => x.Pupils)
    .ToList();

حال با یک رفت و برگشت، همراه هر مدرسه اطلاعات مربوط به دانش آموزان وابسته‌ی آن نیز در دسترس خواهد بود.

  • تنها استفاده از ستون‌های مورد نیاز

فرض کنید قصد دارید نام و نام خانوادگی دانش آموزان یک مدرسه را بدست آورید.

int schoolId = 1;

List<Pupil> pupils = db.Pupils
    .Where(p => p.SchoolId == schoolId)
    .ToList();

foreach(var pupil in pupils)
{
    textBox_Output.Text += pupil.FirstName + " " + pupil.LastName;
    textBox_Output.Text += Environment.NewLine;
}
کد بالا تمام ستون‌های یک جدول را همراه با ستون‌های نام و نام خانوادگی جدول مربوطه را از دیتابیس فراخوانی می‌کند که باعث بروز 2 مشکل زیر می‌گردد:
  1. انتقال اطلاعات بلا استفاده که ممکن است باعث کاهش کارآیی Sql Server I/O و شبکه و اشغال حافظه‌ی کلاینت گردد.
  2. کاهش کارآیی ایندکس گذاری. فرض کنید برروی جدول دانش آموزان ایندکسی شامل 2 ستون نام و نام خانوادگی تعریف کرده‌اید. با انتخاب تمام ستونهای جدول توسط خط دوم (select * from...) به کارآیی ایندکس گذاری برروی این جدول آسیب زده‌اید. توضیح بیشتر در اینجا مطرح شده است.

اما راه حل:

var pupils = db.Pupils
    .Where(p => p.SchoolId == schoolId)
    .Select(x => new { x.FirstName, x.LastName })
    .ToList();
  • عدم تطابق نوع ستون با نوع خصیصه مدل

فرض کنید نوع ستون جدول دانش آموزان (VARCHAR(20 است و خصیصه کدپستی مدل دانش آموز مانند زیر تعریف شده است:

public string PostalZipCode { get; set; }

انتخاب نوع داده و تطابق نوع داده مدل با ستون جدول دارای اهمیت زیادی است و در صورت عدم رعایت، باعث کاهش کارآیی شدید می‌گردد. در کد زیر قصد دارید لیست نام و نام خانوادگی دانش آموزانی را که کدپستی آنها 90210 می‌باشد، بدست بیاورید.

string zipCode = "90210";
var pupils = db.Pupils
    .Where(p => p.PostalZipCode == zipCode)
    .Select(x => new {x.FirstName, x.LastName})
    .ToList();
کوئری بالا منجر به تولید SQL زیر می‌گردد: (نوع پارامتر ارسالی NVARCHAR است در حالی که ستون از نوع VARCHAR)

هنگامیکه کوئری بالا را اجرا نمایید، زمان زیادی جهت اجرای آن صرف خواهد شد. در صورتی که از یک پروفایلر استفاده نمایید، می‌توانید عملیات پرهزینه را شناسایی نمایید و اقدام به کاهش هزینه‌ها کنید.  

همانطور که در شکل بالا مشخص است عملیات index scan از سایر عملیات‌ها پرهزینه‌تر است. حال به بررسی علت به‌وجود آمدن این عملیات پرهزینه خواهیم پرداخت.

Index Scan زمانی رخ می‌دهد که اس کیو ال سرور مجبور است هر صفحه‌ی از ایندکس را بخواند و شرایط را (کدپستی برابر 90210) اعمال نماید و نتیجه را برگرداند. Index Scan بسیار هزینه بر است، چون اس کیو ال سرور، کل ایندکس را بررسی می‌نماید. نقطه‌ی مقابل و بهینه‌ی آن، Index Seek است که اس کیو ال سرور به صفحه‌ی مورد نظر ایندکسی که به شرایط نزدیک‌تر است، منتقل می‌گردد.

خب چرا اس کیو ال سرور Index Scan را بجای Index Seek انتخاب کرده است؟!

اشکالی در قسمت سمت چپ شکل بالا که به رنگ قرمز نمایش داده شده است، وجود دارد:

Type conversion: Seek Plan for CONVERT_IMPLICIT(nvarchar(20), [Extent1].[PostalZipCode],0)=[@p__linq__0]
[Extent1].[PostalZipCode]  بصورت غیر صریح به (NVARCHAR(20 تبدیل شده است. اما چرا؟
پارامتر کوئری تولید شده‌ی توسط EF از نوع NVARCHAR است و تبدیل نوع NVARCHAR پارامتر کدپستی، که محدوده‌ی اطلاعات بیشتری (Unicode Strings) را نسبت به نوع VARCHAR ستون دارد، به‌دلیل از دست رفتن اطلاعات امکان پذیر نیست. به‌همین جهت برای مقایسه‌ی پارامتر کدپستی با ستون VARCHAR ، اس کیو ال سرور باید هر ردیف ایندکس را از VARCHAR به NVARCHAR تبدیل نماید که منجر به Index Scan می‌شود. اما راه حل بسیار ساده این است که فقط نوع خصیصه را با ستون جدول یکسان کنید.
[Column(TypeName = "varchar")]
public string PostalZipCode { get; set; }

مطالب
بررسی الگوهای ایندکس‌های Non-Clustered در SQL Server

قصد داریم الگوهای مختلف ایندکس گذاری و استراتژی Non-Clustered Indexes را در Sql Server، بررسی کنیم.

مزایای ایجاد ایندکس‌های صحیح بر اساس نیازهای واقعی کاری:

  • سریعتر شدن اجرای کوئری‌های جستجو در تعداد رکوردهای بالا
  • مرتب سازی سریعتر نتایج (sorting)
  • کوئری‌هایی که بر اساس عبارت GROUP BY ایجاد شده‌اند، سریعتر اجرا خواهند شد 

Non-Clustered Indexes 

تقریبا در تمام دیتابیس‌ها به راه‌های دیگری برای دسترسی به داده‌های جداول نیاز خواهد شد که لزوما این داده‌ها براساس ترتیب هنگام ذخیره سازی، مرتب نیستند. در چنین شرایطی ایندکس‌های غیر خوشه‌ای بر سر کار خواهند آمد.
در ادامه الگوهای مختلف ایندکس گذاری مرتبط با ایندکس‌های غیر خوشه‌ای را بررسی کرده و برای هر کدام از آنها مثالی را بررسی خواهیم کرد. خواهیم دید هر ایندکسی که از جانب ما ایجاد می‌شود، نمیتوان مطمئن شد که توسط Sql Server  مورد استفاده قرار می‌گیرد!
این الگو‌ها در تعیین زمان و مکان ساخت ایندکس‌های غیر خوشه‌ای، به ما کمک خواهند کرد که به شرح زیر می‌باشند:
  • Search Columns
  • Index Intersection
  • Multiple Columns
  • Covering Indexes
  • Included Columns
  • Filterd Indexes
  • Foreign Keys

Search Columns

یکی از الگوهای اولیه‌، ساخت ایندکس‌های غیر خوشه‌ای براساس الگوهای جستجوی تعریف شده یا مورد انتظار می‌باشد. این الگو با اینکه خیلی شناخته شده است ولی گاهی اوقات به راحتی از کنار آن گذشته و از آن چشم پوشی می‌کنیم.
برای مثال اگر قرار است در جدول Contacts جستجویی براساس نام آنها داشته باشید، بهتر است یک ایندکس غیر خوشه‌ای بر روی فیلد نام ایجاد کنید. هدف اصلی از این الگو، کاهش هزینه‌ی Scan کردن دوباره‌ی ایندکس خوشه دار و انتقال این عملیات به ایندکس غیر خوشه داری که مسیر دسترسی مستقیم به دیتا را مهیا می‌کند. به مثال زیر توجه بفرمایید:

USE AdventureWorks2012;

GO
CREATE TABLE dbo.Contacts (
    ContactID         INT           IDENTITY (1, 1),
    FirstName         NVARCHAR (50),
    LastName          NVARCHAR (50),
    IsActive          BIT          ,
    EmailAddress      NVARCHAR (50),
    CertificationDate DATETIME     ,
    FillerData        CHAR (1000)  ,
    CONSTRAINT PK_Contacts PRIMARY KEY CLUSTERED (ContactID)
);

INSERT INTO dbo.Contacts (FirstName, LastName, IsActive, EmailAddress, CertificationDate)
SELECT pp.FirstName,
       pp.LastName,
       IIF (pp.BusinessEntityID / 10 = 1, 1, 0),
       pea.EmailAddress,
       IIF (pp.BusinessEntityID / 10 = 1, pp.ModifiedDate, NULL)
FROM   Person.Person AS pp
       INNER JOIN
       Person.EmailAddress AS pea
       ON pp.BusinessEntityID = pea.BusinessEntityID;

ابتدا قصد داریم از جدول Contacts بدون استفاده از هیچ ایندکس غیر خوشه‌ای، کوئری بگیریم. نتیجه‌های نشان داده شده‌ی در کوئری حاصل از کد T-SQL زیر به شرح زیر است:

SET STATISTICS IO ON;

SELECT ContactID,
       FirstName
FROM   dbo.Contacts
WHERE  FirstName = 'Catherine';

SET STATISTICS IO OFF;

22 رکورد را واکشی کرده است؛ ولی با خواندن 2866 page ! که این تعداد، تمام صفحات موجود در جدول می‌باشد. بنابراین واکشی این تعداد رکورد از کل رکورد‌های موجود در جدول (19000) نیاز به چک کردن همه‌ی صفحات را خواهد داشت که واقعا روش بهینه‌ای نمی‌باشد. 

همانطور که در تصویر پلن کوئری بالا هم مشخص است، کل ایندکس خوشه دار ما Scan شده است که هزینه‌ی بالایی خواهد داشت.

حال با کد T-SQL زیر یک ایندکس غیر خوشه دار را بر روی فیلد FirstName ایجاد خواهیم کرد:

CREATE INDEX IX_Contacts_FirstName ON dbo.Contacts(FirstName);

اگر دوباره کوئری قبلی را اجرا کنیم، به نتایج خیلی بهتری خواهیم رسید و تعداد صفحات خوانده شده به 2 کاهش یافته است! 

Sql Server این بار به جای اسکن دوباره‌ی ایندکس خوشه دار، با استفاده از Index Seek و بهره بردن از ایندکس ایجاد شده‌ی توسط ما، یک پلن قابل قبول را برای ما ارائه داده است.

Index Intersection

در برخی از سناریوها لازم است یکسری ستون دیگر هم علاوه بر ستونی که ایندکس را بر روی آن تعریف کرده‌ایم، در بخش شرط یا خروجی select استفاده شوند. یکی از راه‌حل‌ها، ایجاد یک ایندکس غیر خوشه‌ای که سایر ستون‌ها را نیز Include می‌کند، می‌باشد. با وجود ایندکس‌هایی که هر کدام از آنها می‌توانند برای ادا کردن بخشی از شروط، نقش ایفا کنند، Sql Server  هم با به کار بردن آنها می‌تواند رکوردهایی که در فصل مشترک حاصل از جسجتوی این ایندکس‌ها بدست آمده را به عنوان خروجی کوئری ما بازگشت دهد. این عملیات Index Intersection نام دارد. به مثال زیر توجه کنید:

SET STATISTICS IO ON;

SELECT ContactID,
       FirstName,
       LastName
FROM   dbo.Contacts
WHERE  FirstName = 'Catherine'
       AND LastName = 'Cox';

SET STATISTICS IO OFF;

در کوئری بالا علاوه بر FirstName که یک ایندکس غیر خوشه دار را بر روی آن ایجاد کرده‌ایم، فیلد LastName را هم در بخش Select و شرط، مطرح کرده‌ایم. حالا اگر آن را اجرا کنیم، به آمار و پلن زیر دست خواهیم یافت:

بله تعداد Page‌های خوانده شده این بار به 68 افزایش یافته است که نسبت به حالت بدون LastName که 2 Page خوانده شده بود، زیاد است. همانطور که در پلن زیر مشخص است، به دلیل ایندکسی که برروی FirstName ایجاد کرده‌ایم، نمی‌تواند تمام داده‌های مورد نیاز کوئری را مهیا کند. عملیات Key Lookup و nested loop هم این بار اضافه شده‌اند. Sql Server همچنان استفاده از ایندکس موجود را در کنار Key Lookup از ایندکس خوشه دار، ارزان‌تر از اسکن ایندکس خوشه دار، تشخیص داده است.

مشکل زمانی گریبان گیر ما خواهد شد که به ازای هر مطابقتی در ایندکس غیر خوشه دار، یک بار به ایندکس خوشه دار برای بررسی شرط بعدی و واکشی دیتا، رجوع خواهد شد. باید دقت کرد که Key Lookup همیشه به عنوان مشکل مطرح نمی‌شود. ولی باعث افزایش غیرضروری هزینه‌های CPU و I/O برای کوئری خواهد شد.

برای استفاده از الگوی Index Intersection، یک ایندکس غیر خوشه دار برروی ستون LastName ایجاد خواهیم کرد:

CREATE INDEX IX_Contacts_LastName ON dbo.Contacts(LastName);

اگر این بار کوئری قبل را اجرا کنیم، به آمار و پلن زیر خواهیم رسید:

بله تعداد Page‌های خوانده شده به 5 کاهش یافته و این بار به جای استفاده از Key Lookup، از دو index seek استفاده کرده است که هزینه‌ای کمتر را نسبت به حالت قبل خواهد داشت. به دلیل اینکه این دو ایندکس تمام دیتای لازم را می‌توانند مهیا کنند، دیگر نیازی به رجوع به ایندکس خوشه دار نخواهد بود. تصویر زیر در درک پلن بالا و این الگو می‌تواند مفید باشد:

Multiple Columns

در دو الگوی قبل، بیشتر به ایجاد ایندکس‌، بر روی یک ستون متمرکز شده بودیم. اگر تعدادی از ستون‌ها در بخش شروط مربوط به کوئری مطرح شوند، بهتر است آنها را در قالب یک ایندکس نگهداری کنیم. برای نشان دادن تأثیر این مورد،  یک ایندکس غیر خوشه دار را بر روی دو ستون ایجاد می‌کنیم: 

CREATE INDEX IX_Contacts_FirstNameLastName
    ON dbo.Contacts(FirstName, LastName);

SET STATISTICS IO ON;

SELECT ContactID,
       FirstName,
       LastName
FROM   dbo.Contacts
WHERE  FirstName = 'Catherine'
       AND LastName = 'Cox';

SET STATISTICS IO OFF;

با اجرای کوئری بالا به آمار و پلن زیر خواهیم رسید:

باید توجه داشت هر زمان که نیاز است یکسری فیلد، در قسمت شرطی خیلی از کوئری‌ها تکرار شوند، ایجاد کردن یک ایندکس برروی آنها به صورت یکجا، ایده‌ی خوبی خواهد بود.

الگوی Multiple Columns هم به مانند الگوی Search Columns باید هنگام ایندکس گذاری دیتابیس در نظر گرفته شود و از اهمیت بالایی برخوردار است. باید توجه داشت اگر فیلدهایی که در قسمت شرطی کوئری مطرح می‌شوند، متغییر باشد، استفاده از الگوی Index Intersection مفید خواهد. ولی برای مواقعی که نیاز است یکسری فیلد به صورت یکجا در بخش شرطی کوئری مطرح شوند، الگوی Multiple Columns کارآیی بهتری خواهد داشت. از این دو الگوی مطرح شده که در تناقض باهم قرار دارند، می‌توان به نحوی استفاده برد تا هزینه‌ی کلی را کاهش داد.

Covering Index

الگوی بعدی، ایندکس پوشش دهنده نام گرفته است. همانند نامی که دارد، هدف آن نگهداری یکسری ستون در ستون‌های ایندکس تولیدی که اتفاقا این ستون‌ها در قسمت شرطی کوئری قرار ندارند، ولی قرار است به عنوان خروجی Select برگردانده شوند، می‌باشد.
این الگو به عنوان یک روش استاندارد ایندکس گذاری در Sql Server مطرح بوده است. البته در ادامه و با بروز شدن روش‌هایی که می‌توان ایندکس‌ها را ایجاد کرد، این الگو نسبت به قبل کمتر مفید است! از آن جهت که یک روش شناخته شده می‌باشد، در این قسمت این مورد را هم مطرح کردیم. به مثال زیر توجه کنید:

SET STATISTICS IO ON;

SELECT ContactID,
       FirstName,
       LastName,
       IsActive
FROM   dbo.Contacts
WHERE  FirstName = 'Catherine'
       AND LastName = 'Cox';

SET STATISTICS IO OFF;

در کوئری بالا این بار قصد داریم خصوصیت IsActive را که در ایندکس IX_Contacts_FirstNameLastName نگهداری نمی‌شود و همچنین در قسمت شرطی هم مطرح نشده و نیازی به آن نبوده، هم واکشی کنیم. با توجه به نتایج بدست آمده که در آمار و پلن زیر مشخص است، باز هم تعداد Page‌های خوانده شده به 5 افزایش یافته و بار دیگر، Key Lookup و Nested Loop را در کنار یک Index Seek، برروی ایندکسی که با الگوی Multiple Columns ایجاد کرده‌ایم، خواهیم داشت.


الگوی index covering پیشنهاد می‌کند ستونی را هم که در قسمت شرطی مطرح نمی‌شود، به عنوان ستونی اصلی در ایندکس، نگهداری کنیم؛ به شکل زیر:

CREATE INDEX IX_Contacts_FirstNameLastNameIsActive ON dbo.Contacts(FirstName, LastName,IsActive)

ایندکس غیر خوشه دار بالا، 3 فیلدی را که قرار است در بخش شرطی مطرح شوند، یا به عنوان خروجی Select برگردانده شوند، در بر می‌گیرد. سپس کوئری قبلی را دوباره اجرا میکنیم. به نتایج زیر خواهیم رسید:

باز هم هزینه‌ی Key Lookup حذف شده و این بار از ایندکس جدید ما استفاده شده و تعداد Page‌های خوانده شده هم به 2 کاهش یافته است.
این الگو در بیشتر سناریو‌ها کاملا مفید بوده و پتانسیل افزایش کارآیی را در بیشتر سناریو‌ها دارد. اما در سال‌های اخیر از زمانیکه امکانات جدیدی در Sql Server 2005 به بعد ایجاد شد، از استفاده‌ی آن کاسته شده است. با وجود این امکانات جدید که در الگوی بعد به آن خواهیم پرداخت، می‌توان ستون‌های اضافی را در ایندکس‌ها، Include کنیم و نیازی نیست که جزء ستون‌های اصلی ایندکس باشند. 

Included Columns

الگوی Included Columns درواقعا پسر عموی الگوی Covering Index می‌باشد. در این الگو از عبارت INCLUDE در ایجاد یا تغییر ایندکس استفاده می‌شود و از این طریق امکان این را مهیا می‌کند تا یکسری ستون که جز ستون‌های اصلی ایندکس نیستند هم در ایندکس غیر خوشه دار ما افزوده شوند و حتی در قسمت شرطی هم مطرح شوند. این عمل خیلی شبیه به نگهداری دیتا‌های غیر کلیدی در یک ایندکس خوشه دار می‌باشد و این همان تفاوت اصلی بین دو الگو مطرح شده است.

اگر کوئری زیر را اجرا کنیم:

SET STATISTICS IO ON;

SELECT ContactID,
       FirstName,
       LastName,
       EmailAddress
FROM   dbo.Contacts
WHERE  FirstName = 'Catherine';

SET STATISTICS IO OFF;

68 Page خوانده شده خواهیم داشت که حاصل یک Index Seek بر روی ایندکس IX_Contacts_FirstName می‌باشد و برای واکشی بقیه ستون‌ها هم یک Key Lookup بر روی ایندکس خوشه دار در پلن مشخص خواهد بود.

علاوه بر ایندکس‌های ایجاد شده‌ی در مراحل قبل، حال یک ایندکس غیر خوشه‌ای را با استفاده از الگوی INC ایجاد می‌کنیم:

CREATE INDEX IX_Contacts_FirstNameINC ON dbo.Contacts(FirstName)
INCLUDE (LastName, IsActive, EmailAddress);

دوباره کوئری قبلی را اگر اجرا کنیم، نتایج به دست آمده، به شرح زیر خواهد بود:

این بار از ایندکس جدید ایجاد شده استفاده شده و تعداد Page‌های خوانده شده، به 3 کاهش یافته است. با توجه به انعطاف پذیری این الگو می‌توان از اندک افزایشی که در تعداد Page‌های خوانده شده نسبت به الگوی ایندکس پوشش دهنده وجود دارد، چشم پوشی کرد.
در مثال‌های قبل چندین ایندکس بر روی جدول Contacts ایجاد کرده‌ایم که 4 مورد از آنها به صورت اختصاصی بر روی فیلد FirstName بوده است. باید توجه کرد این ایندکس‌ها نیاز به فضا و نگهداری در مواقع ویرایش رکورد‌های جدول خواهند داشت. لذا این هزینه‌ها اثر منفی برروی تمام عملیاتی خواهند داشت که روی جدول انجام می‌شود.
الگوی INC می‌تواند این مشکل را برطرف کند. برای مثال با استفاده از آن می‌توان ایندکس‌های تولید شده‌ی در مراحل قبل را بر روی FirstName، توسط یک ایندکس نیز پوشش داد. لذا ایندکس‌های قبلی را حذف کرده و با یکسری کوئری، مشخص خواهیم کرد که گفته‌ی ما صحت دارد:

IF EXISTS(SELECT * FROM sys.indexes WHERE object_id = OBJECT_ID('dbo.Contacts')
AND name = 'IX_Contacts_FirstNameLastName')
DROP INDEX IX_Contacts_FirstNameLastName ON dbo.Contacts
GO
IF EXISTS(SELECT * FROM sys.indexes WHERE object_id = OBJECT_ID('dbo.Contacts')
AND name = 'IX_Contacts_FirstNameLastNameIsActive')
DROP INDEX IX_Contacts_FirstNameLastNameIsActive ON dbo.Contacts
GO
IF EXISTS(SELECT * FROM sys.indexes WHERE object_id = OBJECT_ID('dbo.Contacts')
AND name = 'IX_Contacts_FirstName')
DROP INDEX IX_Contacts_FirstName ON dbo.Contacts
GO

با کدهای بالا ایندکس‌هایی را که بر روی FirstName ایجاد شده بودند، حذف کرده و این بار تمام کوئری‌های مطرح شده‌ی در مراحل قبل را یکبار دیگر اجرا می‌کنیم:

SET STATISTICS IO ON;

SELECT ContactID,
       FirstName
FROM   dbo.Contacts
WHERE  FirstName = 'Catherine';

SELECT ContactID,
       FirstName,
       LastName
FROM   dbo.Contacts
WHERE  FirstName = 'Catherine'
       AND LastName = 'Cox';

SELECT ContactID,
       FirstName,
       LastName,
       IsActive
FROM   dbo.Contacts
WHERE  FirstName = 'Catherine'
       AND LastName = 'Cox';

SET STATISTICS IO OFF;

دو نکته‌ای که باید به آنها توجه کرد:

  1. کوئری‌ها بالا در مقایسه با الگوهای قبلی به چه شکلی اجرا خواهند شد؟
  2. توجه کردن به تعداد Page‌های خوانده شده
در جواب مورد اول، Sql Server از عملیات Index Seek برای فیلترینگ برروی FirstName استفاده کرده و اگر ستون دیگری هم در بخش شرطی کوئری آورده شده، باز هم از این نوع عملیات استفاده شده است. به عنوان مثلا در دو کوئری بعد، LastName هم در بخش شرطی مطرح شده است‌. دلیل این کار که باز هم از Index Seek استفاده می‌شود این است که بعد از اعمال فیلترینگ بر روی FirstName، حالا یکسری رکورد در اختیار داریم که اتفاقا به LastName آنها هم دسترسی هست و فقط رکورد‌ها براساس آن مرتب نشده اند و نیازی نیست به ایندکس خوشه دار دسترسی داشته باشیم. لذا می‌توان همینجا بر روی این فیلد هم فیلترینگ را اعمال کرد. به پلن زیر توجه کنید:

در جواب مورد دوم، با اینکه حدود 50% افزایش در تعداد Page‌های خوانده شده نسبت به حالتی که به صورت جدا از هم برای هر کوئری خاص یک ایندکس در نظر گرفته بودیم، داشته‌ایم ولی این تغییر کارآیی نمی‌تواند ساخت 4 ایندکس را به جای 1 ایندکس که تمام آنها را پوشش می‌دهد، توجیه کند! در حالیکه ما به کارآیی مورد نظر خود دست یافته‌ایم.

در نتیجه الگوی INC هنگام ساخت ایندکس‌های غیر خوشه دار خیلی مهم است و باید به آن توجه زیادی کرد. بیشتر در مواقعی‌که نیاز است عملیات Lookup را حذف کنید و سرعت خواندن و کارآیی اجرای کوئری را افزایش دهید، این الگو مناسب خواهد بود. همچنین با کاهش تعداد ایندکس‌ها برای پوشش دادن ایندکس‌های لازم برای کوئری‌ها مشابه، باید توجه کرد که باز هم نسبت به حالتی که هیچ ایندکس غیر خوشه داری ایجاد نشده، کارآیی افزایش می‌یابد.

Filtered Indexes

ممکن است در برخی از جداول دیتابیس، یکسری رکوردهایی با مقدار‌هایی که به ندرت یا هرگز از آنها در یک برنامه‌ی کاربردی استفاده نخواهد شد، ذخیره شده باشند. در این مواقع، حذف آنها از نتیجه‌ی خروجی کوئری‌ها می‌تواند خیلی مفید باشد. یا در مواقعی می‌توان از این مورد برای مشخص کردن یک زیر مجموعه‌ی از داده‌های جدول، برای ایجاد ایندکس استفاده کرد. همچنین می‌توان به جای کوئری زدن بر روی میلیون‌ها رکورد موجود در جدول، ایندکس‌ها را طوری ایجاد کرد که پوشش دهنده‌ی بخشی از دیتای چند میلیونی باشند.

بله همانطور که از نام این الگو نیز مشخص است، هدف آن کاهش تعداد رکوردهایی است که در ایندکس نگهداری می‌شوند. به دو کوئری زیر توجه کنید:
SET STATISTICS IO ON;

SELECT   ContactID,
         FirstName,
         LastName,
         CertificationDate
FROM     dbo.Contacts
WHERE    CertificationDate IS NOT NULL
ORDER BY CertificationDate;

SELECT   ContactID,
         FirstName,
         LastName,
         CertificationDate
FROM     dbo.Contacts
WHERE    CertificationDate BETWEEN '20050101' AND '20050201'
ORDER BY CertificationDate;

SET STATISTICS IO OFF;
در کوئری اول به دنبال رکورد هایی هستیم که CertificationDate آنها نال می‌باشد و در دومی هم به دنبال آنهایی هستیم که در یک بازه‌ی زمانی قرار دارند. از آمار و پلن زیر مشخص است که چون هیچ ایندکس غیر خوشه داری بر روی CertificationDate ایجاد نشده‌است، از Index Scan برروی ایندکس خوشه دار استفاده شده است که حاصل آن خوانده شدن 2866 عدد Page می‌باشد!

زمانیکه مقدار آن نال باشد، استفاده نخواهد شد. آیا عقل سلیم قبول می‌کند که این مقادیر نال را در ایندکس نگهداری و رکوردهایی با مقادیر نال داشته باشیم؟ برای پیاده سازی این الگو باید از عبارت Where به هنگام ساخت ایندکس‌های غیر خوشه‌ای استفاده کنیم.
 توجه کنید که امکان استفاده از مقادیر متغیر در بخش Where، وجود ندارد.
نکته‌ی بعدی این است که نمی‌توان مقایسه‌های پیچیده را در این مورد استفاده کرد. برای مثال استفاده از LIKE و BETWEEN امکان پذیر نیست.

این بار با استفاده از الگوی Filtered Indexes یک ایندکس غیر خوشه‌ای را بر روی ستون CertificationDate ایجاد می‌کنیم:

CREATE INDEX IX_Contacts_CertificationDate ON dbo.Contacts(CertificationDate)
INCLUDE (FirstName, LastName)
WHERE CertificationDate IS NOT NULL;

حال دوباره دو کوئری قبلی را اجرا می‌کنیم. آمار و پلن زیر نشان می‌دهند که این بار فقط 2 عدد Page خوانده شده است و عملیات به Index Seek بر روی ایندکس جدید تغییر کرده است.


یکسری از مزایای نگهداری فقط زیر مجموعه‌ای از رکوردهای جدول در ایندکس، به شرح زیر است:

  • کم شدن تعداد رکورد‌های ایندکس‌ها موجب کاهش تعداد Page‌های مورد نیاز برای ذخیره سازی آنها و در نتیجه کاهش حجم مورد نیاز برای ذخیره سازی خواهد شد.
  • با توجه به مورد اول، اگر تعداد Page‌های برای نگهداری ایندکس کم باشند، لذا فرصت Fragmentation برای ایندکس کم خواهد بود و در نتیجه، هزینه و تلاش کمی برای نگهداری آن لازم است.
  • زمانیکه تعداد مقادیر نگهداری شده‌ی در ایندکس محدود هستند، تعداد Page هایی که برای پیمایش نیاز است، کم خواهند بود و اینجاست که حتی Index Scan هم بروری آن خیلی بهینه‌تر از Index Scan بر روی ایندکس خوشه دار می‌باشد.
شرایطی که می‌توان و باید از Filtered Indexes استفاده کرد:
  • اگر لازم است بر روی یک ستون که به‌صورت نال‌پذیر است، ایندکس ایجاد کنید(دلایل آن پیش‌تر گفته شد).
  • اگر لازم است برروی Sparse Column، یک ایندکس یکتا ایجاد کنید.
  • مورد بعدی همان بحث کاهش تعداد رکوردهایی می‌باشد که در ایندکس ذخیره می‌شوند.
Foreign Keys
آخرین الگویی که به آن می‌پردازیم مربوط می‌شود به کلید خارجی. این مورد تنها الگویی است که به طور مستقیم به اشیاء موجود در طراحی دیتابیس مربوط می‌باشد. کلید‌های خارجی گاهی مواقع می‌توانند باعث بروز مشکلی کارآیی شوند، بدون آنکه کسی متوجه این دخالت در کارآیی باشد.
از آنجائیکه کلید خارجی یک قید را بر روی مقادیر مجاز برای یک ستون مهیا می‌کند، لذا یک بررسی برای زمانیکه مقادیر نیاز به اعتبارسنجی دارند، وجود خواهد داشت. این اعتبارسنجی با توجه به شکل زیر دو نوع می‌باشد که به شرح زیر است:

  1. اعتبارسنجی بر روی جدول ParentTable  
  2. اعتبارسنجی بر روی جدول ChildTable 

در مورد نوع اول، هر وقت که رکوردهای جدول ChildTable تغییر کند، در این صورت مقدار ParentID موجود جدول ChildTable با یک جستجو در جدول ParentTable اعتبارسنجی خواهد شد. از آنجایی که این کلید خارجی در جدول ParentTable یک کلید اصلی بوده، یک ایندکس خوشه دار بر روی آن ایجاد شده است و تأثیری در کاهش کارآیی نخواهد داشت.
در مورد نوع دوم، هروقت تغییراتی بر روی  ParentID موجود در جدول ParentTable داشته باشیم، نیاز است اعتبار سنجی بر روی جدول ChildTable انجام شود. برای مثال با حذف یک رکورد در جدول پدر، لازم است که جدول فرزند بررسی کند که آیا این ParentID در رکورد‌ها موجود استفاده شده است یا خیر؟ در این نوع از اعتبارسنجی، الگوی Foreign Key خود را نشان می‌دهد.

برای نشان دادن استفاده‌ی از این الگو، لازم است جداول مطرح شده‌ی در تصویر بالا را ایجاد کنیم:

USE AdventureWorks2012;


GO
CREATE TABLE dbo.Customer (
    CustomerID  INT        ,
    FillterData CHAR (1000),
    CONSTRAINT PK_Customer_CustomerID PRIMARY KEY CLUSTERED (CustomerID)
);

CREATE TABLE dbo.SalesOrderHeader (
    SalesOrderID INT        ,
    OrderDate    DATETIME   ,
    DueDate      DATETIME   ,
    CustomerID   INT        ,
    FillterData  CHAR (1000),
    CONSTRAINT PK_SalesOrderHeader_SalesOrderID PRIMARY KEY CLUSTERED (SalesOrderID),
    CONSTRAINT GK_SalesOrderHeader_CustomerID_FROM_Customer FOREIGN KEY (CustomerID) REFERENCES dbo.Customer (CustomerID)
);

کد T-SQL بالا دو جدول مشتری و سفارش را ایجاد کرده و یک ارتباط یک به چند مابین آنها را از سمت مشتری به سفارش ایجاد می‌کند. برای انجام آزمایش خود، یکسری دیتای موجود را هم از جداول دیتابیس AdventureWorks2012 در جداول بالا درج می‌کنیم:

INSERT INTO dbo.Customer (CustomerID)
SELECT CustomerID
FROM   Sales.Customer;

INSERT INTO dbo.SalesOrderHeader (SalesOrderID, OrderDate, DueDate, CustomerID)
SELECT SalesOrderID,
       OrderDate,
       DueDate,
       CustomerID
FROM   Sales.SalesOrderHeader;

در واقع می‌خواهیم نشان دهیم که در زمان تغییر یک رکورد از جدول Customers، چه اتفاقاتی می‌افتد. برای مثال این تغییر می‌تواند حذف یک رکورد باشد که به شکل زیر آن را انجام خواهیم داد:

SET STATISTICS IO ON;

DELETE dbo.Customer
WHERE  CustomerID = 701;

SET STATISTICS IO OFF;

آمار و پلن زیر نشان می‌دهد که برای حذف یک رکورد در جدول مشتری، چون از عملیات Index Seek برروی ایندکس خوشه دار موجود برروی ستون CustomerID استفاده شده است، تنها 3 Page خوانده شده‌است؛ ولی برای اعتبارسنجی برروی جدول سفارش، با خواندن 4513 page و انجام عملیات Index Scan برروی ایندکس خوشه دار باعث کاهش کارآیی شده است.

برای پیاده سازی الگوی کلیدخارجی یک ایندکس غیر خوشه‌ای را بر روی CustomerID در جدول سفارشات ایجاد می‌کنیم:

CREATE INDEX IS_SalesOrderHeader_CustomerID ON dbo.SalesOrderHeader(CustomerID)

اگر دوباره کوئری بالا را با یک CustomerID دیگر انجام دهیم، به نتایج بهتری دست خواهیم یافت. تعداد Page‌های خوانده شده‌ی برای اعتبارسنجی جدول سفارشات، به عدد 2 کاهش یافته است! و از یک عملیات Index Seek بر روی ایندکس ایجاد شده، استفاده شده است.

اگر از EF استفاده می‌کنید، در حال حاضر به غیر از الگوهای Filtered Indexes و Include Indexes، پیاده سازی بقیه الگوهای ذکر شده به صورت توکار پشتیبانی می‌شود. برای دو الگوی مذکور هم می‌توان از نوشتن T-SQL خام استفاده کرد. برای مثال:

public partial class AddIndexes : DbMigration
    {
        private const string IndexName = "IX_LogSamples";

        public override void Up()
        {
            Sql(String.Format(@"CREATE NONCLUSTERED INDEX [{0}]
                               ON [dbo].[Logs] ([SampleId],[Date])
                               INCLUDE ([Value])", IndexName));

        }

        public override void Down()
        {
            DropIndex("dbo.Logs", IndexName);
        }
    }

یا حتی خیلی تمیزتر و  با ایده گرفتن از این مطلب می‌توان به یک کد Refactoring friendly نیز دست یافت.

پ.ن: این مطلب خلاصه‌ای از فصل 8 کتاب  Expert Performance Indexing for SQL Server 2012  می‌باشد. 

مطالب
بررسی روش فعالسازی C# 7.1
C# 7.1 به همراه به روز رسانی سوم VS 2017 ارائه شده‌است و اگر در ابتدای کار سعی کنید برای مثال یکی از ویژگی‌های جدید C# 7.1، مانند static async Task Main را توسط آن آزمایش کنید، خطای کامپایل برنامه را دریافت می‌کنید. علت اینجا است که این نگارش خاص حتما نیاز به تنظیمات ویژه‌ای را جهت فعالسازی دارد.


فعالسازی کامپایلر C# 7.1 در VS 2017

ابتدا مسیر Visual Studio -> Build tab -> Advanced را طی کنید:


پس از کلیک بر روی دکمه‌ی Advanced، نیاز است C# 7.1 را انتخاب نمائید:



سؤال: چرا چنین مشکلی با نگارش‌های پیشین زبان سی‌شارپ در ویژوال استودیو وجود نداشت؟

تابحال زبان سی‌شارپ نگارش minor نداشته‌است. همانطور که در تصویر فوق ملاحظه می‌کنید، گزینه‌ی پیش‌فرض زبان مورد استفاده بر روی C# latest major version قرار دارد. این گزینه به معنای انتخاب نگارش 7.0، در این لیست است و نه 7.1. در اینجا major به نگارش 7.0 اشاره می‌کند و یا نگارش‌های 8.0، 9.0 و پس از آن (در صورت ارائه و نصب به روز رسانی‌ها). به همین جهت است که نمی‌توان برای مثال static async Task Main را به صورت پیش فرض و با اعمال آخرین به روز رسانی‌ها کامپایل کرد. برای رفع این مشکل یا می‌توان برای مثال C# 7.1 را مستقیما انتخاب کرد و یا می‌توان «C# latest minor version» را انتخاب کرد که این مورد گزینه‌ی بهتر‌ی است نسبت به حالت C# latest major version و دقیقا به C# 7.1 و یا نگارش‌های پس از آن اشاره می‌کند.


انتخاب زبان در پروژه‌های NET Core.

روش فوق با تمام نگارش‌های NET. کار می‌کند. اما با توجه به اینکه یک چنین گزینه‌هایی برای مثال در VSCode وجود ندارند و یا برنامه‌های NET Core. را می‌توان صرفا از طریق خط فرمان، ایجاد، کامپایل و اجرا کرد، در این نوع پروژه‌ها برای انتخاب زبان باید به صورت ذیل عمل نمود:
<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
   <PropertyGroup>
       <TargetFramework>netstandard2.0</TargetFramework>
   </PropertyGroup>

   <PropertyGroup>
      <LangVersion>latest</LangVersion>
       <!-- 
          <LangVersion>7.1</LangVersion>
        -->
   </PropertyGroup>
</Project>
در اینجا گزینه‌ی LangVersion را یا می‌توان به 7.1 تنظیم کرد و یا بهتر است مقدار آن‌را مساوی latest قرار داد تا همواره به آخرین کامپایلر نصب شده‌ی توسط SDK اشاره کند.
مطالب
بررسی تفاوت Task و ValueTask

زمانیکه تصمیم میگیریم کدهای زده شده را بهینه کنیم، اکثرا دنبال راه حل‌های جدید نمیگردیم. این مورد کاملا غریزی است؛ چرا که به‌دنبال کم‌ترین انرژی و بیشترین بازدهی هستیم؛ این طبیعت انسان است. صرفا کدهای قبلی را بازبینی میکنیم و سعی میکنیم  نحوه‌ی نوشتن منطق‌های موجود را بهینه کنیم. در همین راستا درک عملکرد Task و ValueTask ‌ها شاید قدمی مهم در مورد بهینه کردن کد‌ها باشد؛ چرا استفاده درست و بجای این دو مورد می‌تواند تاثیر زیادی بر روی سرعت و استفاده از مصرف حافظه داشته باشد؟ در این مقاله سعی میکنیم تا درک درستی از این دو داشته باشیم.


Task<T>  چیست؟

Task یک کلاس در فضای نام System.Threading.Tasks است؛ به‌طوریکه کمک میکند تا یک قسمت از برنامه به صورت مستقل از Thread اصلی اجرا شود. به‌بیان دیگر می‌تواند یک Thread Pool را ایجاد و با توجه به روند کار، از یک مرحله‌ی اجرایی به مرحله‌ای دیگر منتقل می‌کند. همچنین هر Task می‌تواند یک مقدار برگشتی نیز داشته باشد.

 این درحالی‌است که می‌تواند صرفا یک فرآیند را اجرا کند، بدون اینکه خروجی داشته باشد. به‌عبارتی دیگر اگر فرآیندی داشته باشیم که در نهایت یک شناسه را برمیگرداند، از Task<int> و اگر فرآیندی داشته باشیم که صرفا فرآیند همگام سازی داده‌های قدیمی به جدید را انجام میدهد، می‌تواند از نوع Task باشد.

همانطور که اشاره شد، Task یک کلاس است که شامل متد‌ها و فیلد‌های مختلفی می‌باشد. با استفاده از این اعضا می‌توان نحوه‌ی اجرای کدها و وضعیت‌های مختلف اجرای آن را مدیریت کرد، تا در نهایت اجرای آن کامل شود.

به دلیل اینکه Task یک class است و class ‌ها از نوع ReferenceType می‌باشند، روی حافظه‌ی Heap ذخیره می‌شوند و به‌ازای هر بار فراخوانی متدی که خروجی Task دارد، شیء Task را روی Heap ذخیره میکند. این شیء وضعیت اجرای قسمتی از کد ما را که میتواند sync یا async باشد، در خود ذخیره میکند تا در نهایت اجرای آن کامل شود.


نحوه استفاده از Task<T>

برای درک بهتر، یک تکه کد را با بهره بردن از Task ایجاد میکنیم :

public static class DummyWeatherProvider
{
    public static async Task<Weather> Get(string city)
    {
        await Task.Delay(10);
        var weather = new Weather 
        { 
            City = city, 
            Date = DateTime.Now, 
            AvgTempratureF = new Random().Next(5, 70) 
        };
        
        return weather;
    }
}
همان طور که مشخص است، کلاس موجود یک متد به نام Get دارد تا اطلاعات آب و هوای  شهر مورد نظر را به صورت یک Task  برگرداند. حال کد زیر را جهت بررسی تغییر وضعیت‌های اجرایی این Task ایجاد می‌کنیم :
static async Task CheckTaskStatus()
{
   var task = DummyWeatherProvider.Get("Stockholm");
    LogTaskStatus(task.Status);
    await task;
    LogTaskStatus(task.Status);
}

static void LogTaskStatus(TaskStatus status)
{
    Console.WriteLine($"Task Status: {Enum.GetName(typeof(TaskStatus), status)}");
}
TaskStatus یک enumeration است، به‌طوری‌که بیانگر وضعیت‌های مختلف یک Task در حال اجرا می‌باشد. برای مثال: WaitingForActivation, Running, RanToCompletion. در کد بالا ابتدا متد را فراخوانی می‌کنیم. سپس منتظر می‌مانیم تا متد اجرا شده، تکمیل شود. در اولین لاگ وضعیت، به WaitingForActivation و در دومین لاگ به RanToCompletion تبدیل میشود. حال‌که با Task ها و نحوه‌ی اجرای فرآیند آن آشنا شدیم، در قسمت بعدی به بررسی ValueTask ها می‌پردازیم. 

ValueTask<T>  چیست؟

همانند Task ، ValueTask هم برای مدیریت وضعیت فرآیند استفاده میشود؛ با این تفاوت که ValueTask ‌ها از نوع struct هستند. به‌طوریکه نحوه‌ی ذخیره سازی آن‌ها در حافظه به نسبت class ‌ها کاملا متفاوت است. از نقطه نظر سرعت، تشخیص دادن اینکه کدامیک باید استفاده شود، باید با توجه به سناریو، بررسی و انتخاب شود؛ چرا که از نظر تخصیص حافظه متفاوت عمل می‌کنند. برای درک بهتر عملکرد ValueTask ‌ها کد زیر را بررسی میکنیم :

public class WeatherService
{
    private readonly ConcurrentDictionary<string, Weather> _cache;
    public WeatherService()
    {
        _cache = new();
    }

    public async Task<Weather> GetWeatherTask(string city)
    {
        if (!_cache.ContainsKey(city))
        {
            var weather = await DummyWeatherProvider.Get(city);
            _cache.TryAdd(city, weather);
        }
        return _cache[city];
    }

    public async ValueTask<Weather> GetWeatherValueTask(string city)
    {
        if (!_cache.ContainsKey(city))
        {
            var weather = await DummyWeatherProvider.Get(city);
            _cache.TryAdd(city, weather);
        }
        return _cache[city];   
  }

کلاس WeatherService شامل یک فیلد private از نوع collection و دو متد است. ما از _cache  جهت نگهداری اطلاعاتی که قبلا دریافت شده، استفاده می‌کنیم و به نوعی in-memory cache را پیاده سازی میکنیم. پیاده سازی منطق هر دو متد  GetWeatherTask و GetWeatherValueTask  کاملا شبیه به هم است؛ به‌طوری‌که اول بررسی میکنیم اطلاعات آب و هوای شهر مورد نظر در _cache وجود دارد یا خیر؟ اگر وجود داشت، اطلاعات به صورت مستقیم برگشت داده می‌شود؛ در غیر این صورت DummyWeatherProvider.Get()  فراخوانی خواهد شد. 

در قدم بعدی اطلاعات به‌دست آمده را در _cache ذخیره می‌کنیم. سپس مقدار ذخیره شده را برگشت میدهیم. در واقع تنها تفاوت دو متد ذکر شده، نوع خروجی آن می‌باشد؛ یکی از Taskو دیگری از ValueTask استفاده می‌کند.

برای مقایسه‌ی مصرف حافظه‌ی این دو روی هر دو متد، Benchmark میگیریم. برای پیاده سازی نیار به کد‌های زیر داریم : 

[MemoryDiagnoser]
public class TaskAndValueTaskBenchmark
{
    private readonly WeatherService _weatherService;
    public TaskAndValueTaskBenchmark()
    {
        _weatherService = new();
    }
    
    [Benchmark]
    [Arguments("Denver")]
    public async Task<Weather> TaskBenchmark(string city)
    {
        return await _weatherService.GetWeatherTask(city);
    }

    [Benchmark]
    [Arguments("London")]
    public async ValueTask<Weather> ValueTaskBenchmark(string city)
    {
        return await _weatherService.GetWeatherValueTask(city);
    }
}

نتیجه به دست آمده به شرح زیر است :

Allocated

Gen0

Method

144 B

0.0229

TaskBenchmark

------

----

ValueTaskBenchmark

  با توجه به نتیجه به‌دست آمده، متدی که خروجی ValueTask دارد، حافظه‌ای را تخصیص نداده‌است؛ این دقیقا مزیت مهم ValueTask نسبت به Task  می‌باشد.

مزیت  ValueTask<T>

به‌دلیل اینکه از نوع struct هستند، بر روی حافظه، در قسمت Stack ذخیره می‌شوند و به صورت خودکار بعد از اینکه نیازی به آنها نباشد، از حافظه حذف می‌شوند . به همین دلیل به شکل قابل توجهی، فشار را از روی GC کاهش می‌دهد .

 علاوه بر این، در سناریویی که اکثر کدها به صورت sync اجرا می‌شوند، در این مواقع استفاده از ValueTask، بهتر از Task می‌باشد .

این سری متد GetWeatherValueTask   را جهت تشخص اینکه  اغلب کدها به صورت sync یا async اجرا می‌شوند، بررسی می‌کنیم. در متد ذکر شده اگر اطلاعات شهر مورد نظر وجود داشته باشد، کار به صورت sync اجرا می‌شود و اگر شهر وجود نداشته باشد، کار به صورت async اجرا می‌شود. با بررسی دقیق‌تر متوجه می‌شویم اکثر مواقع در این متد کار به صورت sync  اجرا می‌شود؛ چرا که بعد ازدریافت اطلاعات، مجدد آن را دریافت نمیکند، بلکه از حافظه میخواند (همان _cache ) .


محدودیت‌های استفاده از    ValueTask<T>  

1. در اینجا تنها یکبار امکان استفاده از await وجود دارد. وقتی یکبار valueTask را await می‌کنیم، بهتر است کار دیگری بر روی آن انجام ندهیم؛ چراکه ممکن است از حافظه پاک شده باشد.

2. اگر در سناریویی لازم دارید چندین بار await را بر روی valueTask اجرا کنید، لازم است ابتدا آن را به Task تبدیل کنیم. برای این کار متد AsTask را فراخوانی میکنیم (بهتر است صرفا یکبار متد AsTask را فراخوانی کنیم).

3. نمیتوانیم به یک ValueTask به صورت هم زمان در حالت Multi threads دسترسی داشته باشیم.

4. به صورت پیش فرض خروجی عملیات async، نوع Task می‌باشد؛ مگر اینکه اغلب مراحل کار به صورت sync اجرا شود، مانند مثالی که بالاتر اشاره شد.


منابع :

مطالب
CoffeeScript #14

قسمت‌های اصلاح نشده

CoffeeScript در حال رفع برخی از معایب طراحی جاوااسکریپت است و این راه، بس طولانی است. همانطور که قبلا گفته شد، CoffeeScript به شدت به تجزیه و تحلیل استاتیک در زمان طراحی محدود شده است و هیچ بررسی در زمان اجرایی را برای بهبود کارآیی آن انجام نمی‌دهد.
CoffeeScript از یک کامپایلر مستقیم منبع به منبع استفاده می‌کند. با این دیدگاه که هر دستور در CoffeeScript در نتیجه به یک دستور معادل در جاوااسکریپت تبدیل می‌شود.
CoffeeScript برای همه‌ی کلمات کلیدی جاوااسکریپت، کلمه‌ی معادلی ایجاد نمی‌کند، مانند typeof؛ و همچنین برخی از معایب طراحی جاوااسکریپت، به CoffeeScript نیز اعمال می‌شود.
در دو قسمت قبل + و + بر روی معایب طراحی در جاوااسکریپت که توسط CoffeeScript اصلاح شده بود، توضیح دادیم. حال می‌خواهیم درباره برخی از معایب جاوااسکریپت که CoffeeScript تا به حال نتوانسته است آنها را اصلاح کند صحبت کنیم.

استفاده از eval

در حالیکه CoffeeScript برخی از نقاط ضعف جاوااسکریپت را اصلاح کرده است، اما همچنان معایب دیگری نیز وجود دارند، که شما تنها باید از این نقاط ضعف آگاه باشید. یکی از این موارد، تابع eval است. برای استفاده از آن، باید با اشکالاتی که در حین کار با آن مواجه می‌شوید، آگاهی کامل داشته باشید و در صورت امکان از استفاده از آن اجتناب کنید.

تابع eval یک رشته از کد جاوااسکریپت را در حوزه‌ی محلی اجرا می‌کند و توابعی مانند setTimeout و setInterval نیز می‌توانند در آرگومان اولشان یک رشته از کد جاوااسکریپت را دریافت و ارزیابی کنند.

با این حال، مانند eval ،with نیز ردیابی کامپایلر را از کار می‌اندازد و این امر تاثیر بسیار زیادی بر روی کارآیی آن دارد. کامپایلر هیچ ایده ای درباره کدی که درون eval قرار داده شده است، ندارد تا زمانی که آن را اجرا کند. به همین دلیل نمی‌تواند هیچ عمل بهینه سازی را بر روی انجام دهد. یکی دیگر از نگرانی‌های استفاده‌ی از eval، امنیت است. در صورتیکه شما ورودی را به eval ارسال کنید، eval باعث می‌شود که کد شما به راحتی در معرض حملات تزریق کد قرار می‌گیرد. در 99% از مواقع، وقتی شما می‌خواهید از eval استفاده کنید، راه‌های بهتر و امن‌تری وجود دارند ( مانند استفاده از براکت ).

# Don't do this
model = eval(modelName)

# Use square brackets instead
model = window[modelName]

استفاده از typeof

اپراتور typeof احتمالا بزرگترین نقص طراحی جاوااسکریپت است؛ تنها به این دلیل که اساسا به طور کامل شکست خورده است. در واقع از آن فقط یک استفاده می‌شود تا تشخیص داده شود که یک مقدار undefined است یا نه.

typeof undefinedVar is "undefined"
برای چک کردن type همه types، متاسفانه typeof نمی تواند به درستی این کار را انجام دهد و مقدار بازگشتی آن وابسته به مرورگر و چگونگی نمونه سازی آن نمونه است. در این رابطه CoffeeScript هیچ کمکی به شما نمی‌تواند بکند، چرا که قبلا نیز گفته شد، CoffeeScript یک زبان با تجزیه و تحلیل استاتیک است و هیچ بررسی در زمان اجرایی بر روی نوع آن ندارد.
در اینجا لیستی از مشکلات، هنگام استفاده از typeof را مشاهده می‌کنید:
Value               Class      Type
----------------------------------------------
"foo"               String     string
new String("foo")   String     object
1.2                 Number     number
new Number(1.2)     Number     object
true                Boolean    boolean
new Boolean(true)   Boolean    object
new Date()          Date       object
new Error()         Error      object
[1,2,3]             Array      object
new Array(1, 2, 3)  Array      object
new Function("")    Function   function
/abc/g              RegExp     object
new RegExp("meow")  RegExp     object
{}                  Object     object
new Object()        Object     object
همانطور که مشاهده می‌کنید تعریف یک رشته در داخل "" و یا با کلاس String، در نتیجه‌ی استفاده از typeof تاثیر گذار است. به طور منطقی typeof باید "string" را به عنوان خروجی در هر دو حالت نشان دهد، اما برای دومی به صورت "object" باز می‌گرداند.
سوالی که اینجا مطرح می‌شود این است که ما چطور می‌توانیم یک نوع را در جاوااسکریپت چک کنیم؟
خوب، خوشبختانه ()Object.prototype.toString ما را نجات داده است. اگر ما این تابع را بر روی یک شیء خاص فراخوانی کنیم، مقدار صحیح را بر می‌گرداند.
در اینجا مثالی از نحوه‌ی پیاده سازی jQuery.type را مشاهده می‌کنید:
type = do ->
  classToType = {}
  for name in "Boolean Number String Function Array Date RegExp Undefined Null".split(" ")
    classToType["[object " + name + "]"] = name.toLowerCase()

  (obj) ->
    strType = Object::toString.call(obj)
    classToType[strType] or "object"

# Returns the sort of types we'd expect:
type("")         # "string"
type(new String) # "string"
type([])         # "array"
type(/\d/)       # "regexp"
type(new Date)   # "date"
type(true)       # "boolean"
type(null)       # "null"
type({})         # "object"
در صورتیکه بخواهید تشخیص دهید یک متغیر تعریف شده است یا نه، باید از typeof استفاده کنید؛ در غیر این صورت پیام خطای ReferenceError را دریافت خواهید کرد.
if typeof aVar isnt "undefined"
  objectType = type(aVar)
و یا به طور خلاصه‌تر با استفاده از اپراتور وجودی:
objectType = type(aVar?)
راه دیگری برای چک کردن نوع، استفاده از اپراتور وجودی CoffeeScript است. برای مثال: می‌خواهیم یک مقدار را در یک آرایه اضافه کنیم. می‌توان گفت تا زمانیکه تابع push پیاده سازی شده باشد ما باید با آن مانند یک آرایه رفتار کنیم.
anArray?.push? aValue
اگر anArray یک شیء به غیر از آرایه باشد، اپراتور وجودی تضمین خواهد کرد که هیچگاه تابع push فراخوانی نخواهد شد.

استفاده از instanceof

کلمه‌ی کلیدی instanceof نیز تقریبا همانند typeof شکست خورده است. در حالت ایده آل، instanceof، سازنده‌ی دو شیء را با هم مقایسه می‌کند، در صورتیکه یک شیء نمونه‌ای از شیء دیگر باشد، یک مقدار boolean را باز می‌گرداند. در واقع instanceof موقعی کار مقایسه را انجام می‌دهد که اشیاء، سفارشی سازی شده باشند. وقتی عمل مقایسه می‌خواهد بر روی این نوع اشیاء سفارشی سازی شده، انجام شود، استفاده از typeof بی‌فایده است.

new String("foo") instanceof String # true
"foo" instanceof String             # false
علاوه بر این، instanceof همچنین بر روی اشیاء در فریم‌های مختلف مرورگر عمل مقایسه را نمی‌تواند انجام دهد. در واقع instanceof فقط نتیجه‌ی صحیح مقایسه را در اشیاء سفارشی سازی شده برمی‌گرداند؛ مانند کلاس‌های CoffeeScript.
class Parent
class Child extends Parent

child = new Child
child instanceof Child  # true
child instanceof Parent # true
مواقعی از instanceof استفاده کنید که مطمئن هستید بر روی اشیای ساخته شده توسط شما بکار گرفته می‌شود و یا هرگز از آن استفاده نکنید.

استفاده از delete

از کلمه کلیدی delete برای حذف خصوصیات موجود در اشیاء به صورت کاملا مطمئن، می‌توان استفاده کرد.
anObject = {one: 1, two: 2}
delete anObject.one
anObject.hasOwnProperty("one") # false
هر نوع استفاده دیگر، از قبیل حذف متغیرها و یا توابع کار نخواهد کرد.
aVar = 1
delete aVar
typeof Var # "integer"
در صورتیکه می‌خواهید یک اشاره گر به یک متغیر را حذف کنید فقط کافیست مقدار null را به آن انتساب دهید.
aVar = 1
aVar = null